Question

15．在測定標(biāo)有“3.8V”小燈泡（阻值約為10Ω）額定功率的實驗中，所給的器材如下：學(xué)生電源（有3V、6V二檔）、電阻R₁=5Ω、兩塊電流表（0-0.6-3A）、兩只滑動變阻器（A、“5Ω2A”，B、“10Ω1A”）．請完成下列實驗：

（1）請根據(jù)圖甲中的電路，將圖乙中實物電路補(bǔ)充完整．
（2）在這個實驗中，你將選用學(xué)生電源的6V檔，選擇A（選填“A”、“B”）滑動變阻器．
（3）實驗時，先調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電流表A₂的示數(shù)為0.76A，此時另一只電流表示數(shù)如圖丙所示，則小燈泡的額定功率為1.52W．

Answer 1

分析 （1）由電路圖連接實物，從電源正極開始，先連接一條支路到電源負(fù)極．找出分點(diǎn)和合點(diǎn)．從分點(diǎn)開始，按照電流方向依次串聯(lián)各元件到合點(diǎn)．
注意滑動變阻器選擇一上一下串聯(lián)在電路中．
電流表A₂的量程由R₁兩端的電壓和電阻來確定，電流由電流表的正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出．
（2）由電壓和電阻分別計算兩個支路的電流，得到干路電流來確定滑動變阻器規(guī)格的選擇．
燈泡的額定電壓為3.8V，電源電壓要高于3.8V，選6V為電源電壓．
（3）電流表A₂的電流由R₁兩端的電壓和電阻來確定，利用歐姆定律即可求出；
電流表讀數(shù)：首先確定使用的量程，然后確定每一個大格和每一個小格代表的示數(shù)；知道電壓和電流，根據(jù)P=UI計算功率．

解答 解：（1）滑動變阻器已經(jīng)選定了下面接線柱，任意選擇上面一個接線柱，把滑動變阻器串聯(lián)在電路中．
R₁的電流約為：I₁=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{1}}$=$\frac{3.8V}{5Ω}$=0.76A＞0.6A，所以，電流表A₂選擇0～3A量程．
按照電路圖，補(bǔ)全其中燈泡所在的支路，由電源正極開始，依次串聯(lián)開關(guān)、電流表A₁、燈泡、滑動變阻器到電源負(fù)極．
分點(diǎn)是開關(guān)與電流表A₁之間的任意接線柱，合點(diǎn)是燈泡與滑動變阻器之間的任意接線柱．
從合點(diǎn)開始，連接電流表A₂、定值電阻R₁到合點(diǎn)．如圖：

（2）燈泡正常工作時，電流約為：I_L=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A，
由（1）知，此時R₁電流為I₁=0.76A，
干路電流I=I_L+I₁=0.38A+0.76A=1.14A．
滑動變阻器B“10Ω 1A”允許通過的最大電流太小不合格，
選擇“5Ω 2A”的滑動變阻器A．
燈泡額定電壓為3.8V，電源電壓要大于3.8V，排除3V電源．
所以應(yīng)選擇6V為電源電壓，選擇6V的電源．
（3）由于燈泡與電阻R1并聯(lián)，燈泡正常工作時兩端的電壓為額定電壓3.8V，則R₁的電流：I₁=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{1}}$=$\frac{3.8V}{5Ω}$=0.76A；
所以，先調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電流表A₂的示數(shù)為0.76A時燈泡正常工作；
圖丙可知：電流表A₁選擇0～0.6A量程，每一個大格代表0.2A，每一個小格代表0.02A，電流為0.4A；
燈泡的額定功率P=U_LI_L=3.8V×0.4A=1.52W．
故答案為：（1）見上圖；（2）6； A；（3）0.76；1.52．

點(diǎn)評 本題是一道比較難的實驗題．難點(diǎn)如下：
（1）由電路圖連接實物圖是燈泡與定值電阻先并聯(lián)，然后與滑動變阻器串聯(lián)，是混聯(lián)電路．
掌握這種復(fù)雜的實物連接方式，先連其中一條支路，然后找出分點(diǎn)與合點(diǎn)，從分點(diǎn)再串聯(lián)各元件到合點(diǎn)．
（2）電流表的讀數(shù)是通過電壓和電阻計算電流，確定電流表量程再讀數(shù)．
（3）滑動變阻器規(guī)格的選擇是通過電路需要的電阻和電路最大電流來確定．
（4）電源電壓是通過假設(shè)排除方法來確定．
總之，本題每個題目的條件都不是很直接，而是通過計算來獲得的．